Урок 9. Окно в слое утеплителя

Задача

В уроке 6 откос у рамы не прошел проверку на плесень (f_Rsi = 0,77 при требуемых 0,78), а скос откоса в уроке 8 не помог. Главная причина холода — положение окна: рама стоит в кирпиче, за границей утеплителя, и тепло обходит ее через холодный кирпич откоса. Стандартный совет — ставить окно в плоскость утеплителя. Проверим: насколько потеплеет откос?

Это урок про правку готовой модели: новую модель собирать не нужно — достаточно поменять несколько чисел.

Что меняется

Окно сдвигается наружу на 70 мм: рама теперь стоит в слое ваты, от X = 80 до 150, ее внутренний торец — ровно на границе ваты и кирпича. Стеклопакет сдвигается вместе с рамой. Стена не меняется.

И один прием. Таблица «Температура поверхности» показывает минимум сразу по всей поверхности комнаты: и по стене, и по откосу, и по раме. Чтобы увидеть отдельно температуру откоса, дайте ему свое граничное условие с теми же t и α. Расчет от этого не изменится, а в таблице появится отдельная строка для откоса.

Найдите сами

1. Какие числа в тексте нужно поменять, чтобы сдвинуть раму и стеклопакет на 70 мм наружу? Не забудьте про точки на их гранях.
2. Внутренний откос был частью граничного условия 2. Как перенести его в новое граничное условие 4?

В документации есть глава про правку текста — там описано, как сдвигать координаты и переносить участок в другое граничное условие.

Сначала — откос отдельной строкой

Сделайте в модели урока 6 граничное условие 4 для внутреннего откоса и посчитайте: откос у рамы — около 12,3 °C. Теперь сдвиньте окно и посчитайте снова.

model окно в слое утеплителя version 7.3

materials params
1  lambda 0.81   desc "кирпич"
2  lambda 0.048  desc "минеральная вата"
4  lambda 0.12   desc "рама ПВХ, условно"
5  lambda 0.043  desc "стеклопакет, условно"

materials objects
2      cuboid  0,0,0       150,1600,1000
1      cuboid  150,0,0     530,1600,1000
empty  cuboid  0,1000,0    530,1600,1000
4      cuboid  80,1000,0   150,1060,1000
5      cuboid  100,1060,0  132,1600,1000

ambients
1  t -23  alpha 23   points  0,500,500  40,1000,500  80,1030,500  90,1060,500  100,1300,500
2  t 20   alpha 8.7  points  530,500,500  150,1030,500  141,1060,500  132,1300,500
3  adiabat  default
4  t 20   alpha 8.7  points  340,1000,500

Что увидите

Проверка на конденсат — расчет как в модели выше (α = 8,7):

Проверка на плесень — расчет с α = 4 у стены и откоса и α = 7,7 у рамы и стекла, как в уроке 6:

Откос потеплел на 4 градуса, плесени на нем не будет, и тепла уходит на 10 % меньше. Совет подтвердился числом.

Но проблема переехала: самое холодное место теперь — кромка стеклопакета у рамы. В расчете на конденсат там 10,6 °C — на грани точки росы 10,7 °C, по проверке на плесень f_Rsi 0,77. Сдвиг окна в утеплитель спас откос, а кромку стекла — нет. Это уже вопрос самого окна: у настоящего стеклопакета на кромке стоит дистанционная рамка («теплая» или алюминиевая), а в нашей модели стеклопакет — однородное условное тело. Для решения нужна модель окна от производителя с настоящим профилем и рамкой — ее можно поставить в этот же узел вместо условных тел.

Минимумы у кромки стекла получены расчетом на сетке в миллион ячеек: во входящем углу между стеклом и рамой температура сильно зависит от сетки.

Проверьте себя

1. Зачем откосу свое граничное условие, если t и α у него те же, что у комнаты?
2. Вы сдвинули раму, но забыли поправить точку ее внутреннего торца: она осталась 220,1030,500. Что будет?
3. Как проверить, что сдвиг окна на 140 мм — в самую середину ваты — еще лучше?